JP7312555B2 - 建設車両の障害物検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、建設車両の障害物検知装置に関する。

転圧ローラにおいて、例えば縁石にぎりぎり寄せて転圧するような場合、運転者は縁石周りの転圧面を注視しながら運転するため、進行方向への注意がおろそかになりやすい。そのため、特に車両の後進時に、周囲の作業者と接触する事故が起きやすい。

この問題に対し、電波や超音波を利用し、一定の距離に人や物体を検知したときに警報を出す警報装置或いは自動的に車両を停止させる自動停止装置が知られている（例えば、特許文献１～３参照）。特許文献１には、車両に搭載される磁界発生装置と、作業者に装着されるＩＣタグと、ＩＣタグから発信された電波を検知する検知装置と、検知装置が電波を検知したときに車両を停止させるエンジン停止装置とを備える緊急停止装置が記載されている。特許文献２には、車両に搭載されるトリガー信号出力手段と、作業者に装着されるＩＤタグと、ＩＤタグが出力したＩＤ番号を受信する受信部と、受信部がＩＤ番号を受信したときに車両を停止させる停止手段とを備える停止システムが記載されている。特許文献３には、超音波式の障害物検知装置が記載されている。

特開２０１６－１５３５５８号公報 特開２０１７－１０４８３号公報 特開２００６－１７４９６号公報

ここで、転圧ローラは道路工事特有の狭い区域で使用されることが多いので、車幅方向における検知範囲を必要以上に大きくすると、車道と歩道の境にある縁石、電柱、カラーコーン等との衝突のおそれがないにもかかわらず頻繁に警報が鳴ったり車両が停止するという問題が生じる。

さらに、車両が旋回しながら前進または後進する場合は、車両の走行経路が直進の場合と異なるため、走行経路と検知範囲とにずれが発生するおそれがある。これにより、無駄に車両が停止したり警報が鳴ったり、一方で、検知すべき障害物を検知できなかったりするという問題がある。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、車両の走行経路に応じて所望の検知範囲に容易に設定できる建設車両の障害物検知装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明は、建設車両に搭載される障害物検知装置であって、所定範囲内における障害物を検知する物体検知センサと、前記建設車両の回転半径に基づいて前記建設車両の推定走行経路を算出するとともに、前記物体検知センサの検知結果に基づいて障害物の有無を判定する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記物体検知センサの投射範囲と前記推定走行経路とが重複する範囲を前記障害物の有無を検知する検知範囲とし、重複しない範囲を検知範囲外として設定されており、前記検知範囲は、直進する場合、前記建設車両の車幅寸法と略同じ幅寸法となるように設定されており、旋回する場合、前記建設車両の最外径に対応するように、当該検知範囲の外側が車両幅よりも拡張して設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、建設車両の回転半径から算出される推定走行経路に合わせて検知範囲を設定するため、直進又は旋回する場合に応じて所望の検知範囲に設定できる。

また、本発明によれば、車幅寸法と略同じ幅寸法を有する形状の検知範囲とすることで、車両に衝突するおそれが高い場合のみ障害物が存在すると認識して、車両を停止させる措置や警報を出す措置等をとることができる。これにより、無駄な車両停止や警報を回避できる。

また、旋回する場合、車両の前側最外部位は、後側最外部位よりも外側を走行することになる。本発明によれば、車両の前側最外部位が通過する範囲も検知範囲に含めることができるため、より確実に障害物を検知できる。

また、本発明は、前記制御装置が障害物があると判定したとき、車両にブレーキをかけるブレーキ手段を備えることを特徴とする。

本発明によれば、障害物との衝突を低減でき、周囲の作業者の安全を確保できる。

また、本発明は、前記建設車両は転圧ローラであり、前記ブレーキ手段は、走行用ポンプと走行用モータの閉回路に作用するＨＳＴブレーキであることを特徴とする。

本発明によれば、ＨＳＴブレーキを利用することにより、過度の急停車を避けることができ、アスファルト舗装の路面のへこみ等の平坦性不良を低減できる。また、車両停止後の走行再開作業も容易となる。

また、本発明は、車両の走行速度に応じて、前記ブレーキ手段のブレーキの開始タイミングが変化することを特徴とする。

作業員が一時的に検知範囲に入り、その後すぐに検知範囲から外れるような場合においても車両にブレーキをかけると、車両の作業効率が低下する。これに対し、例えば、走行速度によって変化する車両の限界制動距離に準じて、ブレーキの開始タイミングを変化させることで、走行速度に応じて衝突のおそれが高い場合のみ車両にブレーキをかけることができ、無駄な車両停止を低減できる。

本発明によれば、車両の走行経路に応じて所望の検知範囲に容易に設定できる。

本発明の第一実施形態に係るタイヤローラに装着した障害物検知装置の検知範囲を示す説明図であり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ平面図、側面図である。 第一実施形態に係る障害物検知装置の構成ブロック図である。 ブレーキ手段を含む走行系の概略油圧回路図である。 ブレーキ開始距離を示すグラフである。 本発明の第二実施形態に係る障害物検知装置の課題を説明するための平面図である。 第二実施形態に係る障害物検知装置の構成ブロック図である。 第二実施形態に係る障害物検知装置において、旋回する場合の検知範囲を示す平面図である。 第二実施形態に係る障害物検知装置において、直進する場合の検知範囲を示す平面図である。 第三実施形態に係る障害物検知装置において、旋回する場合の推定走行経路を示す平面図である。 第三実施形態に係る障害物検知装置において、旋回する場合の検知範囲を示す平面図である。

［第一実施形態］
本発明の第一実施形態に係る障害物検知装置１について、図面を参照して詳細に説明する。図１において、本発明の障害物検知装置１は、低速走行しながら作業を行う転圧ローラ等の建設車両に搭載される。図１は、タイヤ１１でアスファルト路面等の転圧を行うタイヤローラ１０に障害物検知装置１を搭載した場合を示している。図２において、障害物検知装置１は、投射光と反射光との時間差から距離を測定するＴＯＦ(Time Of Flight)方式の距離画像センサ（３Ｄ距離センサ）２と、距離画像センサ２の測定データに基づいて障害物Ｇの有無を判定する制御装置３と、を備えている。

距離画像センサ２は、赤外線等の投射光を発光する発光部と、投射光が物体に当たった際の反射光を受光する受光部とを備えている。発光部から赤外線を送ってから反射光を受光部で受信するまでの時間を計測することで対象までの距離が測定される。距離画像センサ２からの投射角度は、例えば横方向角度が９５°、縦方向角度（図１（ｂ）に示す符号θ１）が３２°であり、投射断面が横長矩形状を呈している。画像分解能は、例えば横方向に６４ピクセル、縦方向に１６ピクセルの計１０２４ピクセルである。距離画像センサ２は、タイヤローラ１０の後部の車幅方向中央部に、投射光が後進方向斜め下に投射されるように取り付けられている。

障害物Ｇの検知範囲に関して、投射光の投射範囲をそのまま検知範囲に設定すると、つまり車幅方向の寸法Ｌ１をタイヤローラ１０の車幅寸法よりも広く設定すると、衝突のおそれがないにもかかわらず障害物Ｇがあると認識されて、車両が無駄に停止する事態が生じる。そのため、車幅方向に関する検知範囲（図１に斜線にて示す）４の寸法Ｌ１は、本実施形態ではタイヤローラ１０の車幅寸法と略同じに設定する。距離画像センサ２は、障害物Ｇまでの距離を測定できるため、各ピクセル毎の測定データ、具体的には距離画像センサ２と障害物Ｇとの車幅方向の距離から、車幅寸法に設定された検知範囲４に障害物Ｇが存在するか否かを制御装置３で判定できる。このように距離画像センサ２を用いることにより、検知範囲４の寸法Ｌ１を車両前後方向にわたって一定に確保できる。つまり、検知範囲４を、図１（ａ）に示すように平面視で、１辺を寸法Ｌ１とした略矩形状の範囲に容易に設定することができる。検知範囲４の車両前後方向の寸法Ｌ２は、常用される走行速度に応じて適宜に設定され、本実施形態では例えば３メートル程度に設定される。

また、距離画像センサ２の投射光が後進方向斜め下に投射されるので、平面視したときの投射光の横方向角度θ２は、９５°よりも一層大きな範囲となる。したがって、タイヤローラ１０の後部両端と検知範囲４との間に形成される非検知範囲５，５について、その車両前後方向の距離Ｌ３を小さく抑えることができる。つまり、車両後部の両脇に形成される非検知の死角を小さくできる。

制御装置３は、検知範囲４に障害物Ｇがあると判定したとき、車両にブレーキをかけるブレーキ手段６を備えている。ブレーキ手段６の一例を説明する。図３において、図示しないエンジンにより駆動する走行用ポンプＰと、タイヤ１１（図１）を回転させる走行用モータＭとは、直列に接続されて油圧の閉回路Ｕ１を構成している。走行用ポンプＰは、斜板式ポンプからなる。走行用ポンプＰには、斜板を作動させるための油路Ｔ１と油路Ｔ２とが接続されている。油路Ｔ１と油路Ｔ２との間には、走行用ポンプＰと並列に２位置３ポートの電磁バルブＶ１が介設されている。

エンジンがかかっているとき、電磁バルブＶ１は図３における右位置にあり、油路Ｔ１と油路Ｔ２とを連通していない状態となる。したがって、エンジンがかかっているときに、運転席周りの前後進レバーを前進位置側に傾けると、斜板作動油が油路Ｔ１側から油路Ｔ２側に流れて斜板が一方側に傾く。これにより、閉回路Ｕ１において圧油が一方向側に流れ、走行用モータＭが一方向に回転して車両が前進する。前後進レバーを後進位置側に傾けると、斜板作動油が油路Ｔ２側から油路Ｔ１側に流れて斜板が他方側に傾く。これにより、閉回路ＵＩにおいて圧油が他方向側に流れ、走行用モータＭが他方向に回転して車両が後進する。

エンジンがかかっていないとき、電磁バルブＶ１は図３に図示されるように左位置にあり、油路Ｔ１と油路Ｔ２とは連通した状態となっている。電磁バルブＶ１と走行用ポンプＰとの間で油圧の閉回路Ｕ２が形成され、油路Ｔ１と油路Ｔ２との間で差圧が生じないことで、斜板はニュートラル位置に位置している。これにより、閉回路Ｕ１においてＨＳＴ(Hydro Static Transmission)ブレーキが作用する。

本実施形態のブレーキ手段６は、この電磁バルブＶ１を利用しており、後進中に障害物が検知されたとき、制御装置３は、ブレーキ信号を出力して電磁バルブＶ１を右位置から左位置に切り換える。これにより、エンジンがかかった状態でかつ前後進レバーが後進位置側に傾いたままであっても、斜板がニュートラル位置に位置し、閉回路Ｕ１においてＨＳＴブレーキが作用して、走行用モータＭが停止する。なお、走行用ポンプＰに内蔵されたチャージポンプＰ１と走行用モータＭに内蔵されたネガティブブレーキＭ１との間には、パーキング時にネガティブブレーキＭ１を作動させるための電磁バルブＶ２が介設されている。

制御装置３が障害物Ｇがあると判定してからブレーキ信号を出力するまでのタイミング、つまりブレーキ手段６のブレーキの開始タイミングは、車両の走行速度に応じて変化させることが好ましい。制御装置３は、図４に示すように、走行速度に応じて予め設定したブレーキ開始距離Ｓと、距離画像センサ２で測定した検知範囲４に存在する障害物Ｇまでの距離とを比較し、障害物Ｇまでの距離がブレーキ開始距離Ｓ以下になったとき、電磁バルブＶ１にブレーキ信号を出力する。

ブレーキ開始距離Ｓは、例えば車両の実測の限界制動距離Ｔよりも若干余裕を持った距離に設定される。図４では、ブレーキ開始距離Ｓは、時速２ｋｍで約０．５ｍ、時速４ｋｍで約１ｍ、時速６ｋｍで約１．６ｍ、時速８ｋｍで約２．４ｍに設定されている。なお、車両の走行速度を検出する車速センサ７（図２）としては、タイヤの回転数を検出するロータリエンコーダ等の近接センサが挙げられる。

以上のように、投射光と反射光との時間差から距離を測定するＴＯＦ方式の距離画像センサ２と、距離画像センサ２の測定データに基づいて障害物Ｇの有無を判定する制御装置３とを備える建設車両の障害物検知装置１によれば、次のような効果が奏される。
（１）ＴＯＦ方式の距離画像センサ２は、対象までの距離を精度良く測定できるため、障害物の検知精度に優れる。
（２）電波を用いた検知方式のように周囲の作業者に検知用タグを装着する必要がなく、コストを抑えることができる。また、検知用タグの装着忘れの問題も生じず、障害物を確実に検知できる。
（３）距離画像センサ２を用いることにより、検知範囲４を車両の車幅寸法に設定するなど、所望の検知範囲４に容易に設定できる。

距離画像センサ２は、投射光が車両の進行方向斜め下に向けて投射されるように設けられ、制御装置３は、投射光の範囲のうちで車幅寸法と略同じ幅寸法Ｌ１を有する平面視略矩形状の検知範囲４について、障害物の有無を判定する構成とすれば、次のような効果が奏される。
（１）車幅寸法と略同じ幅寸法Ｌ１を有する平面視略矩形状の検知範囲４とすることで、車両に衝突するおそれが高い場合のみ障害物Ｇが存在すると認識して、車両を停止させる措置や警報を鳴らす措置等をとることができる。これにより、無駄な車両停止や警報を回避できる。
（２）投射光を車両の進行方向斜め下に向けて投射することにより、平面視したときの投射光の横方向角度θ２を大きくできる。これにより、非検知範囲５の距離Ｌ３を小さく抑えることができ、車両後部の両脇に形成される非検知の死角を小さくできる。

制御装置３が障害物Ｇがあると判定したとき、車両にブレーキをかけるブレーキ手段６を備える構成とすれば、障害物Ｇとの衝突を低減でき、周囲の作業者の安全を確保できる。特にエンジンを停止させずにブレーキで車両を停止させるようにすれば、作業を再開するときにエンジンを再始動させる煩わしさもない。

特に、タイヤローラ１０のような転圧ローラにおいて、ブレーキ手段６を、走行用ポンプＰと走行用モータＭの閉回路Ｕ１に作用するＨＳＴブレーキとすれば、エンジンを停止させる場合等に比して、過度の急停車を避けることができるので、アスファルト舗装の路面のへこみ等の平坦性不良を低減できる。また、走行再開作業も容易となる。

車両の走行速度に応じて、ブレーキ手段６のブレーキの開始タイミングが変化する構成とすれば、次のような効果が奏される。作業員が一時的に検知範囲４に入り、その後すぐに検知範囲４から外れるような場合においても車両にブレーキをかけると、車両の作業効率が低下する。これに対し、例えば、走行速度によって変化する車両の限界制動距離Ｔに準じて、ブレーキの開始タイミングを変化させることで、走行速度に応じて衝突のおそれが高い場合のみ車両にブレーキをかけることができ、無駄な車両停止を低減できる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。本実施形態では障害物Ｇがあると判定されたときに車両にブレーキをかけるブレーキ手段６を設けたが、場合により、ブレーキ手段６の代わりに音や光で警報を出すようにしてもよい。また、ブレーキ手段６と警報とを併用してもよい。また、距離画像センサ２を車両前部に取り付けて車両の前進方向を検知するようにしてもよい。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る建設車両の障害物検知装置について説明する。図５は、本発明の第二実施形態に係る障害物検知装置の課題を説明するための平面図である。図５に示すように、施工現場に壁Ｗがある場合、タイヤローラ（建設車両）１０を後進させながら旋回し、壁Ｗの近い位置を転圧する作業を行うことがある。タイヤローラ１０は、例えば、所定の走行舵角で旋回する場合、タイヤローラ１０の回転半径に応じてタイヤローラ１０が走行する推定走行経路２１（詳細は後述する）を定めることができる。

この際、図５に示すように、障害物を検知する検知範囲４の幅方向の両側が、タイヤローラ１０の側部と平行のままだと、推定走行経路２１と検知範囲４との間にずれが生じてしまう。したがって、この形態であると、タイヤローラ１０は、壁Ｗに接触せずに旋回するにも関わらず、検知範囲４が壁Ｗを障害物として検知するため、警報が鳴ったり、車両が停止するという問題がある。また、この形態であると、内輪側にある障害物Ｇは推定走行経路２１に含まれるにも関わらず、検知範囲４に含まれないため検知されず、車両と障害物Ｇと接触するおそれがある。つまり、この形態であると、無駄に車両が停止したり警報が鳴ったり、一方で、検知すべき障害物Ｇを検知できなかったりするという問題がある。

そこで、図６に示すように、第二実施形態に係る障害物検知装置１Ａは、距離画像センサ２と、制御装置３と、ブレーキ手段６と、車速センサ７と、角度センサ８と、で主に構成されている。第二実施形態に係る障害物検知装置１Ａは、制御装置３の構成と、角度センサ８を備える点で第一実施形態と主に相違する。第二実施形態では、第一実施形態と相違する部分を中心に説明する。

角度センサ８は、前側のタイヤ１１の切れ角（舵角）を検出するセンサである。角度センサ８は、例えば、タイヤローラ１０のステアリングシャフトに設置された舵角センサを用いることができる。角度センサ８で検出された切れ角信号は、制御装置３に送信される。なお、角度センサ８は、ステアリング機構にステアリングシリンダーを備えた構成である場合において、当該シリンダーの伸縮量からタイヤ１１の切れ角を検出する構成であってもよい。

図６に示すように、制御装置３は、第一実施形態で説明した制御装置３の構成に加え、推定走行経路算出手段３１と、検知範囲算出手段３２とを含んで構成されている。推定走行経路算出手段３１は、角度センサ８から送信される切れ角信号に基づいて、タイヤローラ１０の回転半径及び推定走行経路２１を算出する手段である。

図７に示すタイヤローラ１０の推定走行経路２１は、本実施形態では、タイヤローラ１０が前進又は後進した場合に、後端部２１ａがｔ秒後に通過する軌跡を意味するものである。時間ｔは、適宜設定すればよいが、例えば、３～１０秒の間で設定する。つまり、推定走行経路２１は、第一仮想ライン２１ｂと、第二仮想ライン２１ｃとで囲まれた領域となる。

タイヤローラ１０の後端部２１ａの寸法は、タイヤローラ１０の幅寸法Ｌ１（図１（ａ）参照）と同一である。ここで、車両の進行方向左端かつ後端の部位を第一角部１０ａとし、進行方向右端かつ後端の部位を第二角部１０ｂとする。第一仮想ライン２１ｂは、第一角部１０ａの軌跡の回転半径Ｒ１であって、前側のタイヤ１１の切れ角（例えば、切り角α）、軸距等に基づいて算出される。また、第二仮想ライン２１ｃは、第二角部１０ｂの軌跡の回転半径Ｒ２であって、前側のタイヤ１１の切れ角（例えば、切り角α）、軸距等に基づいて算出される。

図８に示すように、タイヤローラ１０が直進する場合、前側のタイヤ１１の切れ角は０°となるため、推定走行経路算出手段３１は、第一仮想ライン２１ｂ及び第二仮想ライン２１ｃが、タイヤローラ１０の第一角部１０ａ及び第二角部１０ｂから車幅に沿って平行となるように推定走行経路２１を算出する。

検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１及び推定走行経路２１に基づいて障害物の有無を検知する検知範囲４Ａ，４Ｂをそれぞれ算出する手段である。検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１とが重複する部分を障害物の有無を検知する検知範囲４Ａ，４Ｂとして算出する。図７に示すように、タイヤローラ１０が旋回する場合の検知範囲４Ａ（図７の斜線部分）は、概ね円弧状を呈する。検知範囲４Ａの後端は、第二仮想ライン２１ｃと、投射範囲Ｎ１との交点Ｑにおいて、第二仮想ライン２１ｃの接線と垂直となる第三仮想ライン２１ｄに設定している。第三仮想ライン２１ｄの位置は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１とが重複する部分において、常用される走行速度に応じて適宜に設定すればよい。

図８に示すように、タイヤローラ１０が直進する場合においても、検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１と推定走行経路２１とが重複する部分を障害物の有無を検知する検知範囲４Ｂ（図８の斜線部分）として算出する。検知範囲４Ｂは、概ね矩形を呈する。検知範囲４Ｂの後端は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１とが重複する部分において、常用される走行速度に応じて適宜に設定すればよい。

以上説明した障害物検知装置１Ａによれば、第一実施形態の障害物検知装置１の効果に加え、下記の効果を奏することができる。
（１）タイヤローラ（建設車両）１０の回転半径から算出される推定走行経路２１に合わせて検知範囲４Ａ，４Ｂを設定するため、直進又は旋回する場合に応じて所望の検知範囲に設定できる。つまり、タイヤローラ１０が直進する場合及び旋回する場合の双方において、車両幅に合わせて検知範囲４Ａ，４Ｂを設定することができるため、車両の走行経路と検知範囲とを過不足なく合致させることができる。これにより、タイヤローラ１０が直進する場合及び旋回する場合の双方において、無駄な警報や車両停止が発生するのを防ぐとともに、旋回する場合の推定走行経路２１に含まれる障害物を確実に検知することができる。

なお、推定走行経路２１の幅寸法は、車幅寸法よりも数センチ又は数１０センチ程度広く設定してもよい。また、角度センサ８を省略して、タイヤローラ１０の回転半径を求めることができるセンサ又は機構を用いてもよい。また、本発明は締固め機械以外の建設車両にも適用できるし、アーティキュレート式の建設車両にも適用することができる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る建設車両の障害物検知装置について説明する。図９は、第三実施形態に係る障害物検知装置において、旋回する場合の推定走行経路を示す平面図である。図１０は、第三実施形態に係る障害物検知装置において、旋回する場合の検知範囲を示す平面図である。

図９に示すように、第三実施形態に係る障害物検知装置１Ｂは、距離画像センサ２と、制御装置３と、ブレーキ手段６と、車速センサ７と、角度センサ８と、で主に構成されている。第三実施形態に係る障害物検知装置１Ｂは、制御装置３の推定走行経路算出手段３１と検知範囲算出手段３２が第二実施形態と相違する。第三実施形態では、第二実施形態と相違する部分を中心に説明する。

図９に示すタイヤローラ１０の推定走行経路２１Ａは、本実施形態では、タイヤローラ１０が前進又は後進した場合に、第一角部１０ａと、前側最外部位１０ｃがｔ秒後に通過する軌跡を意味するものである。第一角部１０ａは、旋回する際に、車両のうち最も内側を走行する部位である。前側最外部位１０ｃは、旋回する際に、車両のうち最も外側を走行する部位である。時間ｔは、適宜設定すればよいが、例えば、３～１０秒の間で設定する。つまり、推定走行経路２１Ａは、第一仮想ライン２１ｂと、第四仮想ライン２１ｅとで囲まれた領域となる。

第一仮想ライン２１ｂは、第二実施形態と同様に、第一角部１０ａの軌跡の回転半径Ｒ１であって、前側のタイヤ１１の切れ角（例えば、切り角α）、軸距等に基づいて算出される。第四仮想ライン２１ｅは、前側最外部位１０ｃの軌跡の回転半径Ｒ３であって、前側のタイヤ１１の切れ角（例えば、切り角α）、軸距等に基づいて算出される。つまり、第四仮想ライン２１ｅは、車両のうち最も外側を走行する部位の回転半径（最外径）である。

タイヤローラ１０が直進する場合は、第二実施形態と同じように（図８参照）、前側のタイヤ１１の切れ角は０°となるため、推定走行経路算出手段３１は、第一仮想ライン２１ｂ及び第二仮想ライン２１ｃが、タイヤローラ１０の第一角部１０ａ及び第二角部１０ｂから車幅に沿って平行となるように推定走行経路２１Ａを算出する。つまり、第三実施形態では、旋回する場合は、第一角部１０ａ及び前側最外部位１０ｃに基づいて推定走行経路２１Ａを算出し、直進する場合は、第一角部１０ａ及び第二角部１０ｂに基づいて推定走行経路２１Ａを算出する。

検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１及び推定走行経路２１Ａに基づいて障害物の有無を検知する検知範囲４Ｂ，４Ｃをそれぞれ算出する手段である。検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１Ａとが重複する部分を障害物の有無を検知する検知範囲４Ｂ，４Ｃとして算出する。図１０に示すように、タイヤローラ１０が旋回する場合の検知範囲４Ｃ（図１０の斜線部分）は、第二実施形態（図７参照）と比べて外径側が外側に拡張された範囲となっている。検知範囲４Ｃの後端は、第四仮想ライン２１ｅと、投射範囲Ｎ１との交点ＱＡにおいて、第四仮想ライン２１ｅの接線と垂直となる第五仮想ライン２１ｇに設定している。第五仮想ライン２１ｇの位置は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１Ａとが重複する部分において、常用される走行速度に応じて適宜に設定すればよい。

タイヤローラ１０が直進する場合は、第二実施形態と同様に（図８参照）、検知範囲算出手段３２は、投射範囲Ｎ１と推定走行経路２１Ａとが重複する部分を障害物の有無を検知する検知範囲４Ｂ（図８の斜線部分）として算出する。検知範囲４Ｂは、概ね矩形を呈する。検知範囲４Ｂの後端は、投射範囲Ｎ１と、推定走行経路２１とが重複する部分において、常用される走行速度に応じて適宜に設定すればよい。

図１０に示すように、車両が旋回する場合は、第二角部１０ｂよりも、前側最外部位１０ｃの方がさらに外側を走行することになるが、車両後方で作業する作業者は、車両の後端部２１ａに注意が集中し、前側最外部位１０ｃ側は注意が疎かになりやすい。その点、第三実施形態に係る障害物検知装置１Ｂによれば、検知範囲４Ｃの外側が車幅よりも外側に拡張して設定しているため、第二仮想ライン２１ｃよりも外側、かつ、第四仮想ライン２１ｅよりも内側の範囲（以下、この範囲を「最外径範囲」とも言う）にある障害物Ｇを確実に検知することができる。

なお、ステアリングを大きく切った場合（前側のタイヤ１１の切れ角が大きい場合）は、最外径範囲の幅寸法がより大きくなる。しかし、全てのステアリング角度に応じてこのように設定すると、外側の検知範囲を大きくしている分、例えば、壁Ｗの近くを転圧する場合に無駄な警報が鳴ったり、無駄に急停止してしまうおそれがある。

そこで、直進の場合及びステアリング角度（前側のタイヤ１１の切れ角）が所定の閾値より小さい場合は、第二実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第二仮想ライン２１ｃに基づいて推定走行経路２１，２１Ａを算出し、ステアリング角度が所定の閾値以上の場合は、第三実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第四仮想ライン２１ｅに基づいて推定走行経路２１Ａを算出して、それぞれ検知範囲を設定してもよい。これによれば、無駄に警報がなったり、無駄に急停止することをより防ぐことができる。

また、車両が前進する場合又は後進する場合でそれぞれ異なる推定走行経路２１，２１Ａを設定してもよい。例えば、車両が前進しながら旋回する場合は、第二実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第二仮想ライン２１ｃに基づいて推定走行経路２１を算出し、車両が後進しながら旋回する場合は、第三実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第四仮想ライン２１ｅに基づいて推定走行経路２１Ａを算出して、それぞれ検知範囲を設定してもよい。逆に、車両が前進しながら旋回する場合は、第三実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第四仮想ライン２１ｅに基づいて推定走行経路２１Ａを算出し、車両が後進しながら旋回する場合は、第二実施形態のように第一仮想ライン２１ｂ及び第二仮想ライン２１ｃに基づいて推定走行経路２１を算出して、それぞれ検知範囲を設定してもよい。

また、念のため付言するが、第二実施形態、第三実施形態においても、第一実施形態と同じように、制御装置３が障害物があると判定したとき、車両にブレーキをかけるブレーキ手段（例えば、ＨＳＴブレーキ、パーキングブレーキ装置、ドラムブレーキ装置等）を設けてもよい。また、第二実施形態、第三実施形態においても、第一実施形態と同じように、走行速度によって変化する車両の限界制動距離Ｔに準じて、ブレーキの開始タイミングを変化させるように設定してもよい。

なお、第二実施形態及び第三実施形態では、物体検知センサとして投射及び反射を利用して物体までの距離を測定することができるＴＯＦ(Time Of Flight)方式の距離画像センサ（３Ｄ距離センサ）２を例示したがこれに限定されるものではない。物体検知センサとしては、例えば、所定範囲内における物体を検知可能な超音波方式、マイクロ波式、レーザー光方式、赤外線方式、レーダー方式、ライダー方式、ステレオカメラ方式、単眼カメラ方式等のセンサであってもよい。

１ 障害物検知装置
１Ａ 障害物検知装置
２ 距離画像センサ（物体検知センサ）
３ 制御装置
４ 検知範囲
４Ａ 検知範囲
４Ｂ 検知範囲
５ 非検知範囲
６ ブレーキ手段
７ 車速センサ
８ 角度センサ
１０ タイヤローラ（建設車両）
２１ 推定走行経路
２１Ａ 推定走行経路

Claims (4)

1. 建設車両に搭載される障害物検知装置であって、
   所定範囲内における障害物を検知する物体検知センサと、
   前記建設車両の回転半径に基づいて前記建設車両の推定走行経路を算出するとともに、前記物体検知センサの検知結果に基づいて障害物の有無を判定する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記物体検知センサの投射範囲と前記推定走行経路とが重複する範囲を前記障害物の有無を検知する検知範囲とし、重複しない範囲を検知範囲外として設定されており、
   前記検知範囲は、
   直進する場合、前記建設車両の車幅寸法と略同じ幅寸法となるように設定されており、
   旋回する場合、前記建設車両の最外径に対応するように、当該検知範囲の外側が車両幅よりも拡張して設定されていることを特徴とする建設車両の障害物検知装置。
2. 前記制御装置が障害物があると判定したとき、車両にブレーキをかけるブレーキ手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の建設車両の障害物検知装置。
3. 前記建設車両は転圧ローラであり、
   前記ブレーキ手段は、走行用ポンプと走行用モータの閉回路に作用するＨＳＴブレーキであることを特徴とする請求項２に記載の建設車両の障害物検知装置。
4. 車両の走行速度に応じて、前記ブレーキ手段のブレーキの開始タイミングが変化することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の建設車両の障害物検知装置。

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